คานคอนกรีตอัดแรง

โรงงานผลิตคานคอนกรีตอัดแรง

เป็นนวัตกรรมที่สำคัญในวงการวิศวกรรมโครงสร้าง โดยเฉพาะในการสร้างโครงสร้างที่ต้องการความแข็งแรงและทนทานสูง อย่าลืมเลือก โรงงานผลิตคานคอนกรีตอัดแรง บริษัท ปอนด์ ผลิตภัณฑ์คอนกรีต จำกัด ให้เราดูแลโปรเจคก่อสร้างของคุณ โดยในวันนี้เราจะพาคุณไปรู้จักกับ คานคอนกรีตอัดแรง อย่างละเอียดว่ามีความน่าสนใจอย่างไรบ้าง และมีข้อมูลอะไรที่ต้องรู้

ลักษณะของ Prestressed Concrete Beam

1. คอนกรีตที่ผ่านการอัดแรง: คานคอนกรีตอัดแรงใช้ลวดเหล็กที่ถูกดึงให้ตึงก่อนหรือหลังการเทคอนกรีต (ขึ้นอยู่กับวิธีการอัดแรงล่วงหน้าหรืออัดแรงภายหลัง) เพื่อให้เกิดแรงอัดในคอนกรีตและเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนัก
2. คานที่มีความแข็งแรงมากกว่าคอนกรีตธรรมดา: เนื่องจากลวดเหล็กที่ถูกอัดแรงจะช่วยเสริมแรงดึงให้กับคานคอนกรีต ทำให้สามารถรับน้ำหนักได้มากกว่าคานคอนกรีตเสริมเหล็กแบบปกติ (Reinforced Concrete Beam)
3. ลดปัญหาการแอ่นตัวและแตกร้าว: การอัดแรงในคานช่วยลดการแอ่นตัวเมื่อมีแรงกดลงมาบนคาน และช่วยป้องกันการแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้นในคอนกรีต ทำให้คานมีความทนทานมากขึ้นในระยะยาว

การอัดคอนกรีตแรงล่วงหน้า (Pretensioning)

การอัดแรงล่วงหน้าเป็นกระบวนการสำคัญใน โรงงานผลิตคานคอนกรีตอัดแรง บริษัท ปอนด์ ผลิตภัณฑ์คอนกรีต จำกัด ซึ่งเน้นการเพิ่มแรงดึงในสายเหล็กก่อนที่จะทำการหล่อคอนกรีต สายเหล็กที่ใช้ในกระบวนการนี้มักเป็นเหล็กกล้าแรงดึงสูง เช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำหรือเหล็กกล้าไร้สนิม โดยมีความแข็งแรงในการดึงสูงกว่า 1,860 MPa การเลือกใช้เหล็กกล้าแรงดึงสูงนี้มีความสำคัญเนื่องจากจะต้องสามารถทนต่อแรงดึงที่สูงได้ เพื่อให้สามารถสร้างแรงอัดที่เพียงพอในคอนกรีตเมื่อปล่อยแรงดึงออกไป

ในกระบวนการดึงตึง สายเหล็กจะถูกดึงให้ตึงก่อนการหล่อคอนกรีต โดยใช้เครื่องดึงแรงสูงที่สามารถควบคุมแรงดึงได้อย่างแม่นยำ ซึ่งการควบคุมแรงดึงนี้จะช่วยให้มั่นใจว่าแรงดึงในสายเหล็กจะอยู่ในช่วง 70-80% ของกำลังรับแรงดึงสูงสุด การควบคุมแรงดึงในช่วงนี้มีความสำคัญเพื่อป้องกันไม่ให้สายเหล็กเกิดการเสียหายหรือหักงอในระหว่างกระบวนการ

เมื่อสายเหล็กถูกดึงตึงแล้ว จะทำการหล่อคอนกรีตลงในแบบที่มีสายเหล็กดึงตึงอยู่ภายใน คอนกรีตที่ใช้ในกระบวนการนี้มักจะมีกำลังอัดสูง (Compressive Strength) เพื่อให้สามารถรับแรงอัดจากสายเหล็กได้ ค่ากำลังอัดของคอนกรีตที่ใช้มักจะอยู่ในช่วง 50-60 MPa ซึ่งค่ากำลังอัดที่สูงนี้จะช่วยให้คานคอนกรีตอัดแรงมีความทนทานและสามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้น

การอัดแรงภายหลัง (Post-tensioning)

การอัดแรงภายหลังเป็นกระบวนการที่ใช้ในการสร้างแรงอัดในคอนกรีตหลังจากที่คอนกรีตแข็งตัวแล้ว โดยสายเหล็กจะถูกวางไว้ภายในท่อเหล็กหรือท่อพลาสติกที่ฝังอยู่ในคอนกรีต ท่อเหล่านี้จะถูกเคลือบด้วยสารป้องกันสนิม เช่น จารบีหรือสารเคมีเฉพาะ เพื่อป้องกันการเกิดสนิมและการกัดกร่อนของสายเหล็กในระยะยาว

หลังจากที่คอนกรีตแข็งตัวแล้ว จะทำการดึงสายเหล็กให้ตึงโดยใช้แจ็คไฮดรอลิกที่สามารถสร้างแรงดึงได้สูงถึง 1,500-2,000 kN กระบวนการดึงตึงภายหลังนี้มีความสำคัญเนื่องจากจะช่วยให้สามารถสร้างแรงอัดในคอนกรีตได้อย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำ หลังจากดึงสายเหล็กจนได้แรงที่ต้องการแล้ว จะทำการยึดปลายสายเหล็กด้วยการยึดแบบ Mechanical Anchorage หรือการเทปูนยึด (Grouting) เพื่อให้แรงดึงในสายเหล็กถูกถ่ายโอนเป็นแรงอัดในคอนกรีต

วัสดุและการออกแบบ

คอนกรีตที่ใช้ใน โรงงานผลิตคานคอนกรีตอัดแรง บริษัท ปอนด์ ผลิตภัณฑ์คอนกรีต จำกัด ต้องมีคุณภาพสูง โดยทั่วไปจะมีกำลังรับแรงอัด (Compressive Strength) อยู่ในช่วง 40-60 MPa ค่ากำลังรับแรงอัดนี้มีความสำคัญเนื่องจากคอนกรีตจะต้องสามารถรับแรงอัดจากสายเหล็กได้ นอกจากนี้ คอนกรีตยังต้องมีค่าโมดูลัสของยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity) ประมาณ 30,000-35,000 MPa ค่าโมดูลัสของยืดหยุ่นนี้จะช่วยให้คอนกรีตมีความสามารถในการรับแรงดึงและแรงอัดได้ดี

นอกจากสายเหล็กอัดแรงแล้ว คานคอนกรีตอัดแรงยังใช้เหล็กเสริมแรงทั่วไป (Reinforcement Steel) เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความทนทาน เหล็กเสริมแรงทั่วไปมักมีความแข็งแรงในการดึงประมาณ 400-500 MPa การเลือกใช้เหล็กเสริมแรงที่มีความแข็งแรงสูงนี้มีความสำคัญเพื่อให้สามารถรับแรงดึงและแรงอัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้คานคอนกรีตอัดแรงมีความทนทานและสามารถใช้งานได้ในระยะยาว

การทดสอบและการตรวจสอบ

1. การทดสอบความแข็งแรงของคอนกรีต: ใช้การทดสอบลูกปูน (Concrete Cylinder Test) โดยนำลูกปูนไปทดสอบกำลังอัดในเครื่องทดสอบแรงอัด (Compression Testing Machine) เพื่อให้แน่ใจว่าคอนกรีตมีกำลังรับแรงตามที่ออกแบบ
2. การทดสอบการดึงสายเหล็ก: การทดสอบแรงดึงของสายเหล็กจะทำในห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องทดสอบแรงดึง (Tensile Testing Machine) เพื่อตรวจสอบกำลังรับแรงดึงสูงสุดของสายเหล็ก

ข้อมูลเฉพาะทางวิศวกรรมที่ควรรู้

1. ค่าโมดูลัสของยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity): คอนกรีตที่ใช้ใน โรงงานผลิตคานคอนกรีตอัดแรง บริษัท ปอนด์ ผลิตภัณฑ์คอนกรีต จำกัด มักมีค่าโมดูลัสของยืดหยุ่นประมาณ 30,000-35,000 MPa
2. ค่าแรงอัดสูงสุด (Ultimate Compressive Strength): ค่ากำลังรับแรงอัดสูงสุดของคอนกรีตที่ใช้ใน โรงงานผลิตคานคอนกรีตอัดแรง บริษัท ปอนด์ ผลิตภัณฑ์คอนกรีต จำกัด อยู่ในช่วง 40-60 MPa
3. ความสามารถในการรับแรงเฉือน (Shear Strength): คานคอนกรีตอัดแรงต้องออกแบบให้สามารถรับแรงเฉือนได้ โดยทั่วไปจะมีกำลังรับแรงเฉือนประมาณ 0.6-0.8 MPa

การใช้งานในโครงการวิศวกรรม

1. สะพานคอนกรีตอัดแรง (Prestressed Concrete Bridges): ใช้คานคอนกรีตอัดแรงในการสร้างสะพานที่ต้องการความยาวมากกว่า 30 เมตร และต้องการความทนทานสูง
2. อาคารสูง (High-rise Buildings): การใช้คานคอนกรีตอัดแรงช่วยลดขนาดของคานและเพิ่มพื้นที่ใช้สอยภายในอาคาร
3. โครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure): ใช้ในการก่อสร้างทางด่วน อุโมงค์ และโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ ที่ต้องการความแข็งแรงและความทนทานสูง